CN103756365A - 一种纳米碳酸钙的表面处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳米碳酸钙的表面处理方法。主要步骤为将过滤压榨后的纳米碳酸钙滤饼与硬脂酸按计量混合，由螺旋送料机连续送入双桨叶干燥机，导热油作为加热介质。通过双桨叶干燥机中桨叶的转动使物料翻转、搅拌混合，被充分加热，物料在干燥的同时，包覆剂硬脂酸熔化，并均匀包覆于碳酸钙颗粒的表面，使物料的干燥和表面处理同步进行。从双桨叶干燥机出料口排出的粉体，再经气流筛过筛，即获得一种功能性填料纳米活性碳酸钙产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米碳酸钙的表面处理方法，尤其是一种简便高效节能的纳米碳酸钙表面处理方法。
技术背景
碳酸钙属于极性无机物，表面有许多羟基，呈现亲水疏油性，再加上粒子表面的静电作用，易形成团聚体，分散性差。若不经表面处理，则碳酸钙在聚合物中只能起到增容增重作用，而且会损害材料的综合性能。碳酸钙经有机物表面处理后，降低表面能，改善它与有机高聚物的相容性，提高界面结合力，从而增强材料的综合性能。
碳酸钙常用的表面处理方法有干法和湿法两种，常用的表面处理剂为硬脂酸。
干法表面处理常用立式高搅或卧式低混的方式进行，一般为间歇操作。将计量和配制好的物料和硬脂酸一并加入改性机中，搅拌混合，反应温度控制在100℃左右。为了使硬脂酸更好地分散和均匀地与碳酸钙作用，也可以将硬脂酸用溶剂（如无水乙醇）稀释。干法表面处理的优点是设备简单，操作方便，包覆剂用量小。由于干法处理不可能将每个碳酸钙粒子均匀包覆，特别是对沉淀碳酸钙而言，干燥过程中碳酸钙形成的团聚体，在处理时不可能将团聚体全部打开，所以干法处理的碳酸钙性能没有湿法处理的性能好。
对于沉淀碳酸钙或超细研磨后的重钙，一般都用湿法表面处理。混法表面处理是先将硬脂酸皂化，然后加入碳酸钙浆料中，一般包覆处理的温度为60～80℃，经过一定时间的反应后，进行过滤和干燥。由于碳酸钙在液相中的分散性比在气相中的分散性好，在液相中碳酸钙颗粒与表面改性剂分子的作用更均匀，所以湿法表面处理的碳酸钙综合性能更佳。湿法表面处理的不足之处是设备投资大，工艺流程长，处理后过滤液要经生化处理后才能排放，操作费用高。
目前对于纳米碳酸钙的表面处理，如何采用简便高效节能的表面处理方法已成为人们研究的热点。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种简便高效节能的纳米碳酸钙表面处理方法，克服现有沉淀碳酸钙采用干法处理后综合性能差和湿法处理过程中工艺流程长，废水排放多，操作费用高的缺点。
为解决上述技术问题，本发明的思路和操作步骤如下：
（1）经过滤压榨后的纳米碳酸钙滤饼与硬脂酸按计量进行混合。
（2）将混合料由螺旋送料机定量地连续送入双桨叶干燥机的加料口，进行物料的干燥和表面处理同步进行。
（3）双桨叶干燥机以导热油作为加热介质，通过桨叶的转动使物料翻转、搅拌，不断更新加热介面，与器身和桨叶接触，被充分加热，在使物料所含的表面水分蒸发的同时，硬脂酸熔化，并均匀包覆于碳酸钙颗粒的表面。
（4）最后，被干燥和表面处理的物料由出料口排出，再经气流筛过筛后即获得一种功能性填料纳米活性碳酸钙产品。
优选的，过滤压榨后的纳米碳酸钙滤饼的含水量控制在40%左右。硬脂酸的加入量是纳米碳酸钙重量的2.5～3.5%；
优选的，控制双桨叶干燥机进口导热油的温度为210～220℃，出口温度为180～190℃；
优选的，物料在双桨叶干燥机内的停留时间为70～80分钟，最终出料成品的含水量小于0.5%。
优选的，经表面包覆处理和干燥后的物料需用气流筛解聚过筛，气流筛以180目为最佳。
采用上述技术方案的有益效果是：
1、与干法处理相比，是在纳米碳酸钙的干燥之前进行表面包覆处理，避免在干燥过程中产生硬团聚而使表面包覆处理不均匀性；
2、减少在湿法表面处理过程中，首先将纳米碳酸钙的浆料加热至包覆温度所需能耗，同时也避免经湿法表面包覆处理后的过滤液中含量有部分硬脂酸而使COD超标，需经生化处理后才能排放的弊端。
3、该法处理也避免湿法处理时先将硬脂酸加碱皂化，造成包覆后的粉体略偏碱性。
4、本专利的处理方法更简便，更灵活，可将多种表面处理剂同时与纳米碳酸钙滤饼混合，进行复合包覆处理，产品的适用性更广，性能更好。
具体实施方式：
下面对本发明的技术方案进行说明，以便于本领域的技术人员理解。本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：
将合成的纳米碳酸钙浆料过滤至含水量40%左右，加入定量的硬脂酸进行混合，由螺旋送料机定量地连续送入由江苏省范群干燥设备厂生产的型号为KJG-100m2空心桨叶干燥机，导热油作为加热介质，进行干燥和表面处理。控制导热油的进出口温度及物料在空心桨叶干燥机内的停留时间，使出料的含水量小于0.5%，最后将物料经气流筛解聚过筛即得成品。
实施例1
将过滤后含水量为40%的纳米碳酸钙滤饼由皮带输送机均匀地进入滤饼储存仓，同时按计量均匀加入硬脂酸与滤饼相混，硬脂酸的加入量是纳米碳酸钙滤饼折干后重量的3.0%，再由螺旋送料机定量地连续送入双桨叶干燥机的加料口，进行物料的干燥和表面处理同步进行。双桨叶干燥机以导热油作为加热介质，进口温度为210℃，出口温度为185℃，经表面包覆处理和干燥后的粉体用180目气流筛进行解聚筛分，然后包装得纳米活性碳酸钙成品。该产品的吸油值为21.03，白度为94.2，水分为0.42%，活化度为99.5%，可作为高档TPR鞋材及高档PVC电缆线用功能填料。
实施例2
与实施例1相似的方法，将过滤后含水量为38%的纳米碳酸钙滤饼由皮带输送机均匀地进入滤饼储存仓，同时按计量均匀加入纳米碳酸钙滤饼折干后的重量的2.6%硬脂酸，再由螺旋送料机定量地连续送入双桨叶干燥机的加料口，进行物料的干燥和表面处理同步进行，双桨叶干燥机以导热油作为加热介质，进口温度为210℃，出口温度为190℃，经表面包覆处理和干燥后的粉体用180目气流筛进行解聚筛分。该产品的吸油值为22.8，白度为94.0，水分为0.38%，活化度为99.6%，可作为高档PTR鞋材及高档PVC电缆线用功能填料。
上述对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）经过滤压榨后的纳米碳酸钙滤饼与硬脂酸按计量进行混合；
（2）将混合料由螺旋送料机定量地连续送入双桨叶干燥机的加料口，使物料的干燥和表面处理同步进行；
（3）被干燥和表面处理的物料由出料口排出，再经气流筛过筛后即获得一种功能性填料纳米活性碳酸钙产品。
2.根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，过滤压榨后的纳米碳酸钙滤饼的含水量控制在40%左右。
3. 根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，包覆剂为硬脂酸，加入量是纳米碳酸钙重量的2.5～3.5%。
4. 根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，双桨叶干燥机导热油进口温度为200～230℃，出口温度为170～200℃。
5. 根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，物料在双桨叶干燥机内的停留时间为60～90分钟，最终出料成品的含水量小于0.5%。
6. 根据权利要求1所述的一种纳米碳酸钙的表面处理方法，其特征在于，干燥后的物料经80～350目的气流筛解聚过筛。
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